第三单元 第16课时 减数分裂和受精作用（教师用书Word）-【高考领航】2026年高考生物大一轮复习学案

第16课时　减数分裂和受精作用 　1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞。　2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。　3.活动：观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。 考点一　减数分裂和受精作用的过程 1．减数分裂及相关概念 (1)减数分裂概念 (2)相关概念 ① ②联会：在减数分裂过程中，同源染色体__两两配对__的现象叫作联会。 ③四分体：联会后的每对同源染色体含有__四__条染色单体，叫作四分体。 　①姐妹染色单体分离后形成的两条染色体尽管大小、形状相同，但不是同源染色体。②有丝分裂中同源染色体不联会，不形成四分体。 ④染色体互换 概念：减数分裂Ⅰ前期，__同源染色体的非姐妹染色单体__之间互换片段的现象。 意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的多样性。 2．减数分裂的过程 (1)哺乳动物精子的形成过程 (2)精子和卵细胞形成过程的比较(以哺乳动物为例) 比较项目 精子的形成 卵细胞的形成 不同点 场所 __睾丸__ __卵巢__ 细胞质 分裂 __均等分裂__ 卵母细胞__不均等分裂__；第一极体均等分裂 是否变形 __变形__ 不变形 结果 1个精原细胞→__4__个精细胞→__4__个精子 1个卵原细胞→__1__个卵细胞和__3__个极体 相同点 染色体的行为变化相同 3.配子中染色体组合多样性的原因 (1)减数分裂Ⅰ前期：__同源染色体中的非姐妹染色单体的互换__。 (2)减数分裂Ⅰ后期：__非同源染色体的自由组合__。 4．受精作用 (1)概念：__卵细胞__和__精子__相互识别、融合成为__受精卵__的过程。 (2)实质：精子的__细胞核__与卵细胞的__细胞核__融合，使彼此的__染色体__会合在一起。 (3)结果：受精卵中的__染色体__数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自__精子(父方)__，另一半来自__卵细胞(母方)__。 　(必修2 P27图2－7和正文信息)精子提供__核基因__给受精卵，细胞质基因几乎都来自__母方__，细胞质基因的遗传方式为“__母系__遗传”。 5．减数分裂与受精作用的意义 (1)对于维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中__染色体数目__的恒定具有重要作用，维持了生物遗传的稳定性。 (2)子代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在__自然选择__中进化，体现了__有性生殖__的优越性。 教材细节诊断 1．减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。(√) 2．玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。(×) 3．受精作用实现了基因重组，造成有性生殖后代的多样性。(×) 4．受精卵中的染色体和遗传物质均有一半来自父方，一半来自母方。(×) 　配子多样性的成因分析 (1)自由组合(变异类型：__基因重组__) 据图分析可知，对于一个含有两对同源染色体的个体，在同源染色体分离，非同源染色体自由组合时，会有__4__种组合结果，因此会形成__4__种次级精(卵)母细胞，从而形成__4__种配子。 (2)请完善下表——减数分裂产生配子的类型(以含n对同源染色体为例，不考虑基因突变和同源染色体非姐妹染色单体间的互换)。 项目 可能产生 配子的种类 实际能产生 配子的种类 1个精原细胞 __2n__种 __2__种 1个雄性个体 __2n__种 最多__2n__种 1个卵原细胞 __2n__种 __1__种 1个雌性个体 __2n__种 最多__2n__种 (3)四分体中的非姐妹染色单体之间的互换(变异类型：__基因重组__) 减数分裂过程中相关结构或物质变化的数学模型分析(以精子形成为例) (1)甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。 (2)分析染色体数目变化及原因 ①减数分裂Ⅰ末期：同源染色体分离、分别进入两个子细胞，染色体数目减半。 ②减数分裂Ⅱ后期：着丝粒分裂，染色体数目加倍到体细胞水平。 ③减数分裂Ⅱ末期：细胞一分为二，染色体数目减半。 (3)分析核DNA数目变化及原因 ①减数分裂前的间期：DNA复制，核DNA数目加倍。 ②减数分裂Ⅰ末期：细胞一分为二，核DNA数目减半。 ③减数分裂Ⅱ末期：细胞一分为二，核DNA数目再减半。 (4)分析染色单体数目变化及原因 ①减数分裂前的间期：DNA复制，染色单体形成。 ②减数分裂Ⅰ末期：细胞一分为二，染色单体数目减半。 ③减数分裂Ⅱ后期：着丝粒分裂，染色单体消失。 考向1　减数分裂的过程 1．如图甲、乙、丙是某动物精巢中细胞减数分裂图像，有关说法正确的是(　　) 甲　 　　　乙　　　　丙 A．甲中细胞处于减数分裂Ⅱ中期 B．乙中染色体组数是丙中两倍 C．乙中同源染色体对数是丙中两倍 D．乙、丙都是从垂直于赤道板方向观察的 解析：B　甲中无同源染色体，无染色单体，染色体移向细胞两极，为减数分裂Ⅱ后期，A错误；乙为减数分裂Ⅰ前期，丙为减数分裂Ⅱ中期，乙中染色体组是两组，丙细胞含有一个染色体组，所以乙中染色体组数是丙中两倍，B正确；丙为减数分裂Ⅱ中期，无同源染色体，C错误；丙是从平行于赤道板方向观察的，D错误。 2．某哺乳动物卵原细胞形成卵细胞的过程中，某时期的细胞如图所示，其中①～④表示染色体，a～h表示染色单体。下列叙述正确的是(　　) A．图示细胞为次级卵母细胞，所处时期为减数分裂Ⅱ前期 B．①与②的分离发生在减数分裂Ⅰ后期，③与④的分离发生在减数分裂Ⅱ后期 C．该细胞的染色体数与核DNA分子数均为卵细胞的2倍 D．a和e同时进入一个卵细胞的概率为1/16 解析：D　图示细胞中存在2对同源染色体，为初级卵母细胞，且此时正在联会，所处时期为减数分裂Ⅰ前期，A错误；①和②、③和④为同源染色体，分离发生在减数分裂Ⅰ后期，B错误；图示细胞中有4条染色体，8个核DNA分子，推知卵原细胞中有4条染色体，4个核DNA分子，卵细胞中有2条染色体，2个核DNA分子，综上所述该细胞的染色体数为卵细胞的2倍，核DNA分子数为卵细胞的4倍，C错误；a和e进入到同一个卵细胞的前提是①和③进入到同一个次级卵母细胞，而①和②(同源染色体)分离、③和④(同源染色体)分离时，①和③进入一个次级卵母细胞的概率是1/2×1/2＝1/4，此时a和e从同一次级卵母细胞进入一个卵细胞的概率是1/2×1/2＝1/4，则图示细胞中的a和e进入同一个卵细胞的概率是1/4×1/4＝1/16，D正确。 考向2　受精作用和配子染色体组合的多样性 3．精细胞变形为精子的过程中，精子的头部几乎只保留了细胞核，部分细胞质变成了精子的颈部和尾部，大部分细胞质及多数细胞器被丢弃，但全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部。受精时，精子和卵细胞相互识别后，精子的头部进入卵细胞，而尾部留在卵细胞外。据此分析，下列有关推断不正确的是(　　) A．线粒体被全部保留可为精子提供充足能量 B．受精时，精子和卵细胞的相互识别与糖被有关 C．精子、卵细胞为受精卵提供了相同数量的DNA D．卵细胞为受精卵的早期发育提供营养物质 解析：C　精子要靠尾部摆动游到卵细胞所在位置，才能与卵细胞结合，这一过程需要大量的能量，这些能量主要来自线粒体，因此全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部，A正确；细胞膜上的糖被具有识别作用，受精时，精子和卵细胞的相互识别与细胞膜上的糖被有关，B正确；精子和卵细胞形成过程中，精子、卵细胞为受精卵提供了相同数量的核DNA，而受精卵细胞质中的DNA主要来自卵细胞，故卵细胞为受精卵提供的DNA数大于精子，C错误；卵细胞体积较大有利于储存较多的营养物质，为受精卵的早期发育提供营养，D正确。 4．(经典高考题)如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑基因突变和染色体片段互换的情况下，下列相关叙述不正确的是(　　) A．上述精细胞至少来自4个精原细胞 B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞 C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞 D．①⑦可能来自同一个精原细胞 解析：D　在不考虑基因突变和染色体片段互换的情况下，每个精原细胞产生两个不同的次级精母细胞，每个次级精母细胞产生2个基因组成相同的精细胞，图中①④、②⑥、③⑦、⑤⑧可能分别来自同一个精原细胞，因此题述精细胞至少来自4个精原细胞，A、B正确，D错误；1个次级精母细胞能产生2个相同的精细胞，图中8个精细胞的基因型各不相同，至少来自8个次级精母细胞，C正确。 　配子来源的判断方法 考点二　减数分裂和有丝分裂的比较 1．减数分裂与有丝分裂基本过程及特点比较 项目 减数分裂 有丝分裂 不 同 点 分裂的 细胞 原始生殖细胞 体细胞或原始生殖细胞 细胞分裂 次数 两次 一次 同源染色 体的行为 有联会、互换、同源染色体分离 无联会、互换和同源染色体分离 非同源染 色体的行为 自由组合 不自由组合 子细胞染 色体数目 减半 不变 子细胞的 名称和数目 4个精细胞或1个卵细胞和3个极体 2个体细胞或原始生殖细胞 子细胞间 的遗传物质 不一定相同 相同 意义 减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的__恒定__，维持了生物遗传的__稳定性__ 使生物的__亲代__细胞和__子代__细胞之间保持了遗传的稳定性 联系 ①染色体都只复制__一次__； ②分裂过程中都出现__纺锤体__，都有__核膜、核仁__的消失和重建； ③都有__着丝粒__分裂和__姐妹染色单体__分开的现象 2.减数分裂与有丝分裂细胞图像辨析 (1)三个前期图的判断 结论：A为__有丝分裂前__期，B为__减数分裂Ⅰ前__期，C为__减数分裂Ⅱ前__期。 (2)三个中期图的判断 结论：A为__有丝分裂中__期，B为__减数分裂Ⅱ中__期，C为__减数分裂Ⅰ中__期。 (3)五个后期图的判断 结论：A为__有丝分裂后__期，B为__减数分裂Ⅱ后__期(__次级精母细胞或极体__)，C为__减数分裂Ⅰ后__期(__初级精母__细胞)，D为__减数分裂Ⅰ后__期(__初级卵母__细胞)，E为__减数分裂Ⅱ后__期(__次级卵母__细胞)。 3．减数分裂和有丝分裂过程中染色体、染色单体和核DNA数目变化曲线的比较(假设体细胞内染色体数为2n) 项目 减数分裂 有丝分裂 染 色 体 染 色 单 体 核 DNA 分子 教材细节诊断 1．二倍体生物细胞正在进行着丝粒分裂时，细胞中一定不存在同源染色体。(×) 2．细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，但仅减数分裂过程中发生非同源染色体自由组合，导致基因重组。(√) 3．某二倍体生物细胞内含有4个染色体组，则该细胞的前一时期细胞内染色体联会。(×) 4．同一个体中细胞有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期染色体数目不同，染色体行为和核DNA分子数相同。(×) 　下图表示减数分裂和有丝分裂过程中，每条染色体上的DNA含量变化的曲线模型。 (1)数学模型 (2)相关解读 ①A→B：由__有丝分裂或减数分裂前的间期DNA复制__造成，染色单体形成，每条染色体上由有1个DNA分子变为有2个DNA分子。 ②B→C：含有染色单体的时期，可表示__DNA复制后的分裂间期(G2期)，有丝分裂前期、中期，减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ前期、中期__(时期)。 ③C→D→E：有丝分裂后期、末期或减数分裂Ⅱ后期、末期，造成原因是__染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开__。 考向1　减数分裂与有丝分裂的比较 1．(2024·北京卷)水稻生殖细胞形成过程中既发生减数分裂，又进行有丝分裂，相关叙述错误的是(　　) A．染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ B．同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅱ C．有丝分裂前的间期进行DNA复制 D．有丝分裂保证细胞的亲代和子代间遗传的稳定性 解析：B　减数分裂Ⅰ结束后一个细胞分裂为两个细胞，单个细胞染色体数目减半，A正确；同源染色体联会和交换发生在减数分裂Ⅰ的前期，B错误；有丝分裂前的间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为后面的有丝分裂做准备，C正确；有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性，D正确。 2．(2025·广东惠州联考)下列关于某二倍体生物有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是(　　) A．二者间期都存在DNA复制，核DNA数目和染色体数目同时加倍 B．有丝分裂前期和减数分裂Ⅱ前期均存在同源染色体 C．有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期的染色体组数目分别是2、1 D．减数分裂Ⅱ后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半 解析：D　二者间期都存在DNA复制，复制后核DNA数目加倍，但染色体数目不变，A错误。减数分裂过程中在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，减数分裂Ⅱ中不存在同源染色体，B错误。二倍体生物体细胞含有2个染色体组，有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期都是2个染色体组，C错误。有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍；减数分裂Ⅱ后期染色体数目恢复到体细胞数目，故减数分裂Ⅱ后期的染色体数目是有丝分裂后期的一半，D正确。 考向2　结合细胞图和坐标图考查有丝分裂和减数分裂 3．(2025·广东湛江模拟)甲、乙、丙图表示某二倍体动物不同细胞分裂时期的图像，图丁表示细胞分裂不同时期每条染色体上DNA含量的变化曲线，下列说法正确的是(　　) 甲　　　 乙　　　丙 丁 A．甲、乙、丙图细胞中染色体组数量分别为4、2、2 B．雄激素能促进图乙细胞的分裂 C．图乙对应图丁中BC段，图丙对应图丁中DE段 D．该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料 解析：D　图甲处于有丝分裂后期，具有4个染色体组；图乙处于减数分裂Ⅰ后期，具有2个染色体组；图丙处于减数分裂Ⅱ中期，具有1个染色体组，A错误。图乙为减数分裂Ⅰ后期图像，细胞质不均等分裂，故此细胞为初级卵母细胞，此过程需要雌激素的调节作用，B错误。图乙和图丙中每条染色体上都有两个DNA，因此均对应图丁中BC段，C错误。由图乙减数分裂Ⅰ后期该细胞细胞质不均等分裂可推知，该生物为雌性个体，精巢比卵巢更适合作为观察细胞减数分裂的实验材料，因此该生物的性腺不能作为观察细胞减数分裂的理想材料，D正确。 　判断分裂图像的三个注意点 　(1)细胞中有同源染色体，也可能表示减数分裂Ⅱ，如四倍体生物的减数分裂。 (2)细胞中无同源染色体，也可能表示有丝分裂，如含一个染色体组的单倍体生物。 (3)如果题干中明确为二倍体生物，则没有必要考虑其他类型的生物；若题干中出现“如图为某高等动物的细胞分裂图”或“假设只含某(几)对同源染色体的体细胞”等，可确定为二倍体生物；若没有特殊说明，还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。 考点三　观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1．实验原理 (1)蝗虫的__精母__细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。 (2)在减数分裂过程中，细胞中的染色体的__形态__、位置和__数目__都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。 2．实验材料选择 最好选择雄性个体的精子形成过程，原因有两个： (1)雄性个体产生精子数量__远多于__雌性个体产生卵细胞数量。 (2)卵巢中的减数分裂不完整：大多数动物卵巢内的减数分裂过程不完整，排卵时排出的仅仅是__次级卵母__细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数__第二次__分裂。 3．实验步骤 教材细节诊断 1．通常选用雄性动物来观察减数分裂过程，但是蜜蜂的雌蜂比雄蜂更适合。(√) 2．花药中细胞减数分裂不同步并且数量较多，因此可观察到减数分裂各个时期的图像。(√) 3．在视野中可以观察到精原细胞到精子的动态变化过程。(×) 1．如图甲、乙为“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”实验的相关照片，图乙中减Ⅰ代表减数分裂Ⅰ，减Ⅱ代表减数分裂Ⅱ。下列叙述正确的是(　　) 甲 乙 A．该实验过程中要进行解离、漂洗、染色、制片等操作 B．该实验可直接用高倍镜进行观察 C．可在显微镜视野下观察到图乙变化的连续过程 D．可在图乙的减Ⅰ①中找到图甲的结构 解析：D　该实验是“观察蝗虫精母细胞减数分裂装片”，所以不需要进行解离、漂洗、染色、制片等操作，A错误；该实验应先在低倍镜下观察找到目标，再换高倍镜观察，B错误；制作装片后细胞已经死亡，因此不能观察到图乙变化的连续过程，C错误；减数分裂Ⅰ前期有可能发生同源染色体的非姐妹染色单体互换现象，故可在图乙的减Ⅰ①中找到图甲的结构，D正确。 2．(2025·江苏南通调研)下图是以某二倍体动物(2n＝10)的精巢为材料，观察到的正常减数分裂不同时期的细胞分裂图。下列叙述错误的是(　　) A．进行核型分析的最佳细胞是处于有丝分裂中期的细胞 B．图中a细胞处于减数分裂Ⅰ中期、b细胞处于减数分裂Ⅰ后期 C．图中c细胞与d细胞具有相同的核DNA数和着丝粒数 D．观察时，需在低倍镜下观察清楚后，再换高倍镜观察 解析：C　有丝分裂中期的细胞中染色体形态固定、数目清晰，是进行核型分析的最佳细胞，A正确；据图可知，a细胞中同源染色体排列在赤道板两侧，处于减数分裂Ⅰ中期，b细胞正在进行同源染色体分离，处于减数分裂Ⅰ后期，B正确；图中c细胞处于减数分裂Ⅱ前期，d细胞处于减数分裂Ⅱ后期，核DNA数相同，由于减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，着丝粒数目加倍，因此它们着丝粒数目不相同，C错误；显微镜观察时，先在低倍镜下观察清楚后，再换高倍镜观察，D正确。 角度1　考查减数分裂的过程 1．[链接必修2 P22图2－5(2024·江西卷)]与减数分裂相关的某些基因发生突变，会引起水稻花粉母细胞分裂失败而导致雄性不育。依据下表中各基因突变后引起的效应，判断它们影响减数分裂的先后顺序是(　　) 基因 突变效应 M 影响联会配对 O 影响姐妹染色单体分离 P 影响着丝粒与纺锤丝结合 W 影响同源染色体分离 A．M-P-O-W　　　 B．M-P-W-O C．P-M-O-W D．P-M-W-O 解析：B　本题需要将每个基因突变后的效应与减数分裂相应时期特征进行对应。减数分裂Ⅰ开始不久，初级精母细胞中同源染色体两两联会配对(M基因突变影响该过程)；随后，各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒上都附着有纺锤丝(P基因突变影响该过程)；不久，在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离(W基因突变影响该过程)；在减数分裂Ⅱ后期，每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开(O基因突变影响该过程)，故选B。 2．(2024·广东卷)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是(　　) A．精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 B．精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离 C．卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 D．卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离 解析：A　分析患儿细胞中染色体组成可知，其具有来自父亲的X、Y染色体及来自母亲的1条X染色体，说明父亲产生配子过程中含基因Xg1的X染色体与Y染色体未正常分离(同源染色体未分离)，即精母细胞减数分裂Ⅰ时X、Y两条性染色体未分离，A符合题意。 角度2　考查减数分裂与有丝分裂的综合 3．(经典高考题)某有性生殖的生物个体的基因型为AaBb，A和a、B和b为一对同源染色体上的两对等位基因。有关有丝分裂和减数分裂的叙述，正确的是(　　) A．多细胞生物体内都同时进行这两种形式的细胞分裂 B．减数分裂的两次细胞分裂前都要进行染色体DNA的复制 C．有丝分裂的2个子细胞中都含有Aa，减数分裂Ⅰ的2个子细胞中也可能都含有Aa D．若该生物是雄性，就一个精原细胞来说，有丝分裂都形成AaBb型的2个子细胞，减数分裂都形成AB、Ab、aB、ab型的4个子细胞 解析：C　生物体内有些特殊的细胞如生殖器官中的细胞既能进行有丝分裂又能进行减数分裂，但体细胞只进行有丝分裂，A错误。减数分裂只在减数分裂前的间期进行染色体DNA的复制，B错误。有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，得到的2个子细胞中都含有Aa；减数分裂Ⅰ若发生互换，则得到的2个子细胞中也可能都含有Aa，C正确。有丝分裂得到的子细胞染色体组成与亲代相同，都形成AaBb型的2个子细胞；因A和a、B和b为一对同源染色体上的两对等位基因，若不考虑互换，则减数分裂能得到两种类型(AB、ab或Ab、aB)的子细胞，D错误。 4．(2024·天津卷)某豌豆基因型为YyRr，Y/y和R/r位于非同源染色体上，在不考虑突变和染色体互换的前提下，其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是(　　) 选项 分裂时期 基因组成 染色体组数 A 减数分裂Ⅰ后期 YyRr 2 B 减数分裂Ⅱ中期 YR或yr或 Yr或yR 1 C 减数分裂Ⅱ后期 YYRR或yyrr或 YYrr或yyRR 2 D 有丝分裂后期 YYyyRRrr 2 解析：C　减数分裂Ⅰ后期含有姐妹染色单体，此时基因组成应为YYyyRRrr，细胞中含有2个染色体组，A错误；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，但减数分裂Ⅱ中期含有姐妹染色单体，故基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含1个染色体组，B错误；减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含2个染色体组，C正确；有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体和染色体组加倍，基因组成是YYyyRRrr，染色体组有4个，D错误。 　减数分裂与可遗传变异的关系 　减数分裂与基因突变和基因重组的关系 1．等位基因出现的原因 甲　　　　　乙 (1)图甲细胞分裂方式为有丝分裂，其A、a出现的原因一定为基因突变。 (2)图乙细胞的分裂方式为减数分裂 ①若该生物基因型为AA，则该变异类型发生在DNA复制时，变异类型为基因突变。 ②若该生物的基因型为Aa，则该变异最可能发生在减数分裂Ⅰ，变异类型为基因重组。 2．不同基因出现的原因 (1)图中同一染色体上出现等位基因A和a的原因为基因突变或基因重组。 (2)若A、a与B、b两对基因独立遗传，则图中一条染色体上同时含有A(a)和b的原因是该细胞发生了染色体结构变异(或易位)。 3．减数分裂与基因重组 (1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组。在减数分裂Ⅰ后期，可因非同源染色体自由组合而出现基因重组如A与B或A与b组合。 或 (2)同源染色体非姐妹染色单体间片段的互换导致基因重组。例如原本A与B组合、a与b组合，经重组可导致A与b组合、a与B组合。 1．(2023·湖南卷)某X染色体显性遗传病由SHOX基因突变所致，某家系中一男性患者与一正常女性婚配后，生育了一个患该病的男孩。究其原因，不可能的是(　　) A．父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期，X和Y染色体片段交换 B．父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期，性染色体未分离 C．母亲的卵细胞形成过程中，SHOX基因发生了突变 D．该男孩在胚胎发育早期，有丝分裂时SHOX基因发生了突变 解析：B　假设X染色体上的显性致病基因为A，非致病基因为a，若父亲的初级精母细胞在减数分裂Ⅰ四分体时期，X染色体上含显性致病基因的片段和Y染色体片段互换，导致Y染色体上有显性致病基因，从而生出基因型为XaYA的患病男孩，A不符合题意；若父亲的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期时姐妹染色单体未分离，则会形成基因型为XAXA或YY的精子，从而生出基因型为XaYY的不患该病的男孩，B符合题意；因为基因突变是不定向的，母亲的卵细胞形成时SHOX基因可能已经突变成显性致病基因，从而生出基因型为XAY的患病男孩，C不符合题意；若SHOX基因突变成显性致病基因发生在男孩胚胎发育早期，也可能导致该男孩出现XAY的基因型，D不符合题意。 2．如图是雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。相关叙述不正确的是(　　) A．该个体的基因型为AaBbDd B．该细胞正在进行减数分裂 C．该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子 D．A、a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律 解析：C　分析题图可知，该个体的基因型为AaBbDd，A正确；图中同源染色体正在联会，且下方的一对同源染色体正在发生染色体片段的互换，可判定该细胞正在进行减数分裂，B正确；图中细胞发生了同源染色体非姐妹染色单体之间片段的互换，由此可知该细胞分裂完成后可以产生4种基因型的配子，C错误；A、a和D、d基因位于非同源染色体上，因此它们的遗传遵循自由组合定律，D正确。 　减数分裂与染色体变异的关系 1．减数分裂异常导致配子种类变化的规律 (1)如果减数分裂Ⅰ异常，则所形成的配子全部不正常。如图所示： 从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅰ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在等位或相同基因。 (2)如果减数分裂Ⅱ一个次级精母细胞分裂异常，则所形成的配子有的正常，有的不正常。如图所示： 从基因型的角度分析：若减数分裂Ⅱ异常，则染色体数目增多的细胞内会存在相同基因。 2．XXY与XYY异常个体的成因分析 (1)XBXb×XBY→形成XbXbY的原因可能为：次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时含有b的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体进入同一子细胞，最终产生了含有XbXb的卵细胞。 (2)XBXb×XBY→形成XBXBY的原因可能为：①初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期时，X、Y同源染色体未分离，产生了含有XBY的精细胞，最终与XB的卵细胞结合。 ②次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，含有B的X染色体着丝粒分裂形成的两条X染色体未移向细胞两极，最终产生了含有XBXB的卵细胞。 (3)XBXb×XBY→形成XBYY的原因可能为：次级精母细胞在减数分裂Ⅱ后期时，Y染色体着丝粒分裂形成的两条Y染色体未移向细胞两极，产生了含有YY的精细胞，最终与XB的卵细胞结合。 3．为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因(A1～A4)进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病的原因的叙述，错误的是(　　) A．考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常 B．考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常 C．不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常 D．不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常 解析：D　患儿含有来自母亲的A2、A3，如果发生互换，A2、A3所在的两条染色体可能是同源染色体，卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常，A正确；考虑同源染色体互换，可能曾经是非姐妹染色单体发生互换，卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常，B正确；不考虑同源染色体互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常，C正确；不考虑同源染色体互换，患儿含有三个不同的等位基因，不可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常，D错误。 4．人卵细胞形成过程如图所示。在辅助生殖时对极体进行遗传筛查，可降低后代患遗传病的概率。一对夫妻因妻子高龄且是血友病a基因携带者(XAXa)，需进行遗传筛查。不考虑基因突变，下列推断正确的是(　　) A．若第二极体的染色体数目为22，则卵细胞染色体数目一定是24 B．若第一极体的染色体数目为23，则卵细胞染色体数目一定是23 C．若减数分裂正常，且第二极体X染色体有1个a基因，则所生男孩一定患病 D．若减数分裂正常，且第一极体X染色体有2个A基因，则所生男孩一定患病 解析：D　若在减数分裂Ⅰ后期时，某对同源染色体没有分离，第一极体有24条染色体，次级卵母细胞有22条染色体，则会出现第二极体和卵细胞的染色体数目都为22，A错误；人类的染色体2N＝46，若第一极体的染色体数目为23，则次级卵母细胞染色体数目一定是23，如果次级卵母细胞在减数分裂Ⅱ时任意一条染色体的姐妹染色单体不分离、移向细胞同一极，则卵细胞染色体数目可能为22或24，B错误；若减数分裂正常，由于之前的互换有可能使同一条染色体上的姐妹染色单体携带等位基因，故第二极体X染色体有1个a基因，卵细胞中也可能是X染色体上有1个A基因，则所生男孩可能不患病，C错误；若减数分裂正常，且第一极体X染色体有2个A基因，不考虑基因突变，则次级卵母细胞中有两个a基因，卵细胞中也会携带a基因，则所生男孩一定患病，D正确。 限时规范训练(十六) (建议用时：40分钟　满分：35分) (选择题1～8题每题2分，9～10题每题3分，共22分) [基础巩固] 1．(2024·吉林、黑龙江适应性测试)如图是某二倍体动物细胞在分裂(不发生染色体变异)某一时刻的细胞示意图。下列叙述正确的是(　　) A．该细胞进行的是有丝分裂 B．该细胞产生的子细胞是极体 C．该细胞不可能含有等位基因 D．该细胞与其子细胞染色体数目相同 解析：D　细胞示意图中有3条染色体，且没有形态、大小相同的染色体，即没有同源染色体，染色体散乱分布且含有染色单体，应处于减数第二次分裂前期，A错误；该细胞产生的子细胞可能是精细胞或卵细胞或极体，B错误；该细胞没有形态、大小相同的染色体，即没有同源染色体，但可通过基因突变或互换产生等位基因，C错误；该细胞与其产生的子细胞中染色体数目都是3条，D正确。 2．(经典高考题)有同学用下列示意图表示某两栖类动物(基因型为AaBb)卵巢正常的细胞分裂可能产生的细胞，其中正确的是(　　) 解析：A　A项图示细胞着丝粒分裂，细胞中无同源染色体，且细胞质不均等分裂，为次级卵母细胞，表示减数分裂Ⅱ后期，A正确；B项图示细胞中含有同源染色体，细胞质不均等分裂，应处于减数分裂Ⅰ后期，此时应发生同源染色体分离(即A和a、B和b的分离)，与图示不符，B错误；C项图示细胞处于减数分裂Ⅰ后期，卵细胞形成过程在减数分裂Ⅰ后期应不均等分裂，与题图不符，C错误；D项图示细胞着丝粒分裂，且细胞中含有同源染色体，细胞质不均等分裂，在卵巢正常的细胞分裂不可能产生，D错误。 3．(2025·福建福州检测)如图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1～8表示基因。在不考虑突变、互换的情况下，下列叙述正确的是(　　) A．1与2互为等位基因，1与8互为非等位基因 B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期含有基因1～8 C．1与3在减数分裂Ⅱ后期发生分离 D．1分别与6、7组合都能形成重组型的配子 解析：B　1与2为相同基因，1与3(或4)互为等位基因，与5、6、7、8互为非等位基因，A错误；同一个体的精原细胞有丝分裂前期应含有基因1～8，B正确；1与3在减数分裂Ⅰ后期发生分离，C错误；1与6位于姐妹染色单体上，不会形成重组型的配子，D错误。 4．(2025·山东德州模拟)下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动的描述，错误的是(　　) A．用红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作染色体，两种颜色分别表示来自不同亲本 B．将两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，小块橡皮泥代表着丝粒 C．演示减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，最少需要红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作的染色体各一条 D．该活动能模拟同源染色体上非姐妹染色单体间的互换 解析：C　该实验中，红色和黄色橡皮泥制作的两种染色体表示同源染色体，分别表示来自不同的亲本，A正确；两条颜色、长度相同的染色体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，代表一条染色体含有两条染色单体，小块橡皮泥代表着丝粒，B正确；减数分裂过程中，为演示减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合，至少需要用橡皮泥先制作2条黄色和2条红色的染色单体，再用同样的方法制作2条黄色和2条红色的染色单体，但比上一次制作的长或短一些，C错误；可将代表同源染色体的非姐妹染色单体的橡皮泥互换一部分，来模拟互换现象，D正确。 5．(经典高考题)植物的有性生殖过程中，一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现，当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是(　　) A．多精入卵会产生更多的种子 B．防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定 C．未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2 D．ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合 解析：A　由于卵细胞只有一个，所以多精入卵并不能产生更多的种子，A错误；防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞，能保持后代染色体数目稳定，B正确；结合题干信息“当卵细胞与精子融合后，植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知，未受精的情况下，卵细胞不分泌ECS1和ECS2，C正确；据题意可知，ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子，避免受精卵再度与精子融合，推测ECS1和ECS2可通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合，D正确。 6．(2024·贵州适应性测试)某哺乳动物细胞分裂过程中染色体数量变化的局部图如下。下列叙述正确的是(　　) A．ab段，可表示减数分裂Ⅰ中期或有丝分裂中期 B．bc段，可表示有丝分裂过程中细胞核DNA含量加倍 C．cd段，有丝分裂与减数分裂的细胞中染色体数量不同 D．d点后，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体 解析：C　分析题图，ab段染色体数目没有加倍，可表示减数分裂Ⅱ前期、中期或有丝分裂前期、中期，A错误；bc段染色体数目加倍，可以表示有丝分裂后期，但细胞核DNA含量不加倍，B错误；cd段染色体数目加倍，可以表示有丝分裂后期，此时染色体数目是体细胞的两倍，也可以表示减数分裂Ⅱ后期，此时染色体数目和体细胞的一样，即cd段有丝分裂与减数分裂的细胞中染色体数量不同，C正确；d点后，细胞完成分裂，染色体解螺旋，成为染色质，D错误。 7．(2025·湖南永州模拟)在某二倍体哺乳动物的睾丸中有大量精原细胞，它们有些进行有丝分裂，有些进行减数分裂，某同学通过显微观察对睾丸中的细胞进行了分类，如下表所示。下列有关叙述错误的是(　　) 细胞类型 甲 乙 丙 丁 同源染色体 ＋ － ＋ － 姐妹染色单体 ＋ ＋ － － 注：“＋”表示有，“－”表示没有 A．甲细胞可能进行的是有丝分裂或减数分裂 B．乙细胞中的染色体数目只有体细胞的一半 C．丙细胞的每条染色体上只有一个DNA分子 D．丁细胞可能处于有丝分裂或减数分裂Ⅱ的后期 解析：D　有丝分裂前的间期G2期、前期和中期，减数第一次分裂前的间期G2期和减数第一次分裂过程均有同源染色体和姐妹染色单体，A正确；乙细胞没有同源染色体，有姐妹染色单体，则乙细胞表示减数第二次分裂前期和中期，由于减数第一次分裂后期同源染色体分离，故减数第二次分裂的前期和中期染色体数目是体细胞的一半，B正确；丙细胞具有同源染色体但没有姐妹染色单体，则丙细胞属于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开形成独立的染色体，故每条染色体上只有一个DNA分子，C正确；有丝分裂的细胞具有同源染色体，丁细胞没有同源染色体和姐妹染色体单体，则丁细胞是减数第二次分裂后期和末期，D错误。 8．(2025·山东潍坊联考)从某一动物(二倍体)组织中提取一些细胞，通过测定细胞中染色体数目(无染色体变异发生)，将这些细胞分为A、B、C三组，每组的细胞数统计如图甲；图乙是取自该组织的一个细胞。对图中所示结果分析正确的是(　　) 甲　 乙 A．该动物为雌性，图甲A组细胞可能是分裂完成的卵细胞 B．图甲B组细胞有一些可能正在进行有丝分裂 C．图甲C组中部分细胞可能正在发生同源染色体的分离 D．图乙所示细胞处于图甲中的C组 解析：B　图乙细胞中正发生同源染色体的分离，处于减数分裂Ⅰ后期，细胞质均等分裂，表示初级精母细胞，该动物为雄性，A错误；B组细胞可表示有丝分裂前的间期、有丝分裂前、中期的细胞，也可以表示减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期的细胞，B正确；C组只能表示有丝分裂后期、末期的细胞，没有发生同源染色体的分离，C错误；图乙细胞中正发生同源染色体的分离，处于减数分裂Ⅰ后期，C组细胞染色体数目加倍，只能表示有丝分裂后期、末期的细胞，D错误。 [能力提升] 9．(经典高考题)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程，下列叙述错误的是(　　) A．处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有一条性染色体 B．减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条 C．处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种基因型 D．该蝗虫可产生4种精子，其基因型为AO、aO、AXR、aXR 解析：C　结合题意可知，雄性蝗虫体内只有一条X染色体，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，此时雄性蝗虫细胞中仅有一条X染色体，A正确；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，雄蝗虫的性染色体为X和O，经减数分裂Ⅰ得到的两个次级精母细胞只有1个含有X染色体，即减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条，B正确；该蝗虫基因型为AaXRO，由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，若不考虑变异和基因重组，一个精原细胞在减数分裂Ⅰ后可得到2个次级精母细胞，两种基因型，但该个体有多个精原细胞，处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有四种基因型，C错误；该蝗虫基因型为AaXRO，在减数分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，该个体产生的精子类型为AO、aO、AXR、aXR，D正确。 10．(2024·贵州贵阳检测)研究发现，与对称的有丝分裂不同，卵母细胞成熟过程中为最大程度保留来自母方的物质储备(mRNA、蛋白质和代谢物质等)，在实现染色体减半的同时进行胞质极度不对称的减数分裂。小鼠gper基因的功能与减数分裂有关。研究人员向杂合小鼠卵母细胞中注射与gper基因转录出的mRNA部分序列互补的siRNA，观察其对减数分裂的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．注射siRNA干扰了gper基因的转录过程 B．gper基因的功能是使卵母细胞均等分裂 C．图中分裂形成的2个子细胞基因组成相同 D．gper基因功能丧失可能使雌鼠生育力下降 解析：D　向小鼠卵母细胞中注射与gper基因转录出的mRNA部分序列互补的siRNA，干扰了gper基因的翻译过程，A错误；注射siRNA会干扰gper基因的功能，注射siRNA的卵母细胞不均等分裂的程度减小，故推测gper基因的功能是使卵母细胞不均等分裂，B错误；图中分裂形成的2个子细胞是初级卵母细胞经减数第一次分裂产生的，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，且卵母细胞的细胞质不均等分裂，故图中分裂形成的2个子细胞的基因组成不相同，C错误；卵母细胞进行不均等分裂，最终只产生卵细胞的意义是形成的卵细胞较大，便于储存丰富的营养物质，而gper基因功能丧失可能使雌鼠形成的卵细胞中营养物质较少，其生育力下降，D正确。 11．(13分)(2025·安徽合肥联考)某动物的细胞分裂图像如图甲所示，细胞中每条染色体上DNA含量随细胞分裂时期的变化如图乙所示。回答下列相关问题： 甲 乙 (1)该动物为雌性，判断的依据是__________________________________________________________________。 图甲中____________________(填序号)细胞处于有丝分裂的分裂期。 (2)若细胞②的基因型为Bb，该细胞发生减数分裂，正常情况下等位基因B和b发生分离的时期是____________________________________；若该细胞在四分体时期基因B和b发生了互换，则基因B和b发生分离的时期是____________________________________________________________________________。 (3)图甲④细胞对应图乙中____________________段。若图乙的纵坐标改为细胞中核DNA含量，则图甲④细胞对应图乙中____________________段。 (4)若细胞②的基因型为AaBbCc，该细胞可以产生____________________种卵细胞，该种生物的配子中染色体组合的多样性的生物学意义是____________________________________________________________________。 答案：(1)细胞⑤发生了同源染色体分离且细胞质不均等分裂　①③　(2)减数分裂Ⅰ后期　减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期　(3)bc　de　(4)1　使同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性 学科网（北京）股份有限公司 $